摘要：输电线路受外力破坏时易发生短路和断线故障，输电线路状态监测技术由此而生。从某种程度上说状态监测技术的应用切实缓解了输电线路运行维护压力。基于输电线路杆塔点多面广的特点和需长期暴露在野外的特点，输电线路监测技术实际应用时很难安装在牢固可靠位置，也无法利用站内现有的光纤网络通信手段，在降低维护成本同时，还可保证测信息稳定、可靠传输。很多监测设备尚处于完善中，无法有效指导、服务生产。近年来，虽然电力系统整体监测水平已经有了较大的提高，但是基于特高压输电线路分布广、电能输送大的特点，特高压输电线路在线监测技术水平却发展缓慢。那么如何加强特高压输电线路的运转并提高安全，仍需我们在实际应用中进行不断总结和探索。
关键词：特高压；输电线路；在线监测技术
1特高压输电线路在线监测技术概述
输电线路在线监测技术受线路上监测装置的电源问题和监测数据的传输通信问题两方面的技术因素制约。目前已开发出了多种输电线路在线监测装置，对应的多种输电线路监测技术应运而生。输电线路覆冰在线监测包括对线路拉力和导线倾斜角、弧垂等参数的两种监测方式反映出覆冰实际情况的不同工作原理，以实现对导线的覆冰情况的实时监测并及时预警，方可减少输电线路的冰闪、舞动、断线、倒塔等事故故障；而输电线路气象和导线风偏在线监测则是在绝缘子串上安装角度测量，再结合线路本体数据及风速、温度等测量数据，综合计算出导线的风偏状况；目前我国电网公司对特高压GSM杆塔倾斜监测报警装置的研制，经试验证明能实时监控线路运行杆塔倾斜情况并预警；微风振动的长期积累会导致高压架空输电线路的疲劳断股，而且这种破坏有很强的隐蔽性。微风振动监测系统是利用导线振动监测仪对导线与线夹最后接触点外一定距离处导线相对于线夹的弯曲振幅、频率和线路周围的风速、风向、气温、湿度等气象环境参数的记录并结合导线本身力学性能实现对线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命的判断；导线舞动不仅危害大且有着长期性，而输电线路导线舞动监测则是选择在一档导线中安装一定数量的导线舞动监测仪，实现对导线三个方向的加速度信息的采集，并根据线路的基本信息和对监测点加速度的计算和分析，完成对舞动线路的舞动半波数及计算导线运行轨迹参数分析，判断舞动危害进而及时预警；输电线路的视频监控方式可对输电线路本体情况和输电线路环境参数进行实时且全天候的监测，但受网络传输速度限制缺陷也很多，通过无线网络的远程监控功能，该监测技术切实可行；输电线路绝缘子污秽监测包括采用停电方式进行的污秽度在线监测和监测绝缘子表面泄漏电流的泄漏电流在线监测。
2高压输电线路在线监测设备发展现状
输电线路在线监测设备的作用是对输电线路的运行工况进行全方位监测，降低输电线路瘫痪风险，及时反馈监测信息，对可能出现的问题做到早发现，早处理。目前我国高压输电线路在线监测设备主要有以下五种：1）覆冰监测；2）线路舞动与风偏监测；3）雷电监测；4）绝缘子污秽监测；5）杆塔倾斜监测。（1）覆冰监测自从2008年南方雪灾之后，国家电网及南方电网要求在运110kv及以上输电线路必须装设覆冰在线监测设备。覆冰不仅对输电线路的输电稳定性产生影响，也会增加杆塔应力，严重情况下甚至导致杆塔坍塌。目前覆冰在线监测设备的供电稳定性，数字化，通讯抗干扰等性能还需以提高。（2）线路舞动与风偏监测线路舞动会引起导线磨损或者与临近导线、地面建筑物、树木等发生接触导致电网短路事故发生。目前线路舞动与风偏监测设备的主要问题是精度不高。（3）雷电监测雷击是对输电线路最为致命危害之一。上个世纪八十年代我国引入了雷电在线跟踪监测设备，但是目前国产设备的精度以及准确性有待提高。
3高压输电线路在线监测技术的应用
3.1导线舞动在线监测技术
输电导线晃动主要是自然刮风对偏心裹冰输电导线造成的一类较低频率、大振幅的自驱型振荡现象。输电导线晃动可造成传送电路杆塔支撑及输电稳定性能大幅度下降，易造成多束电缆各相之间闪落、连接金属部件和绝缘器件受到损坏、杆塔结构连接螺栓松驰脱掉、塔结构损伤甚至垮塌等恶性事故发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用在线监测技术对输电导线随风晃动情况进行远程监测，该远程监测机构主要由杆塔型监测分体装置、通讯体系及总台监测中心站等多个部分构成。具体内容为：杆塔式监测分体装置现场监测传送电路中绝缘端子串体拉伸应力、侧向倾角、风流方向偏角、导线位移变化加速度及位移幅度、分体检测装置周边局部性气象指标（大气温度、空气湿度、风流速度、风速方向、瞬时降雨量、光照时长等）以及输电导线迎风晃动曲线图像等有关参数，从通讯系统模块传送到监测控制中心站。
3.2防外力破坏在线监测技术
高压输电线路运行环境复杂，外力破坏造成输电线路跳闸的案例逐年增加，对整个电网运行安全构成严重威胁。目前，常见的电力设施外力破坏包括违章施工、违章建筑物、高杆植物、山火及鸟害等，分析总结各种外力破坏的成因及现状，采用防外力破坏预警系统对输电线路进行在线监测是极为重要的。通过在电力系统高压输电线路安全运行过程中加入防外力破坏监测预警系统，可以实现：①利用激光检测和无线视频传输装置对输电线路外部施工频繁的区域进行全天候待警，实时监测，及时预警外力破坏隐患，有效杜绝电力事故的发生；②后台监测维护中心的运行管理人员可以及时、实时地了解现场信息，减少了巡视人员的巡线工作量，同时还可避免超高吊车、大型施工机械闯入、铁塔碰撞以及其他外物入侵对铁塔和线路造成的破坏；③一旦外物超越安全距离，该预警装置就会自动通过现场高音喇叭报警提示，阻止物体对高压线的破坏，并通过实时抓拍图片、上传视频等手段，第一时间将报警信息和视频资料传送到电网后台统一监控中心，监控端可以通过视频画面、数据分析以及报警提示等信息准确判断出输电线路当前的安全状况，及时组织人员采取相应的应急措施；④独立网络服务器在线监测，多级权限设置，统一管理，保密性强，对高压输电线路的现代化管理提供了有力保障。
3.3动态增容在线监测技术
目前，多采用静态提温增容技术和动态监测增容技术来提高现有高压输电线路的输送容量。其中静态提温增容技术是一种新型的增容在线监测技术，其可通过提高现有输电导线处于正常运行状态下的温度，来到增大输送容量的目的。但这该技术的应用在一定程度上违背了相关标准与规范，其会对导线及关键设备的使用寿命造成严重影响。动态增容技术能将输电线路潮流与线路热稳定限额的实际变化情况反映出来，以为电网工作人员对数据调整提供依据，同时通过对输送电路剩余输送量的分析，可有效保证输电线路正产运行和允许的传输容量。
3.4杆塔倾斜在线监测技术
杆塔倾斜在线监测技术在高压输电线路中的应用，主要是对杆塔中心线2/3的高度和杆塔顶端顺线、横向倾斜角进行实时监测，并根据监测结果建立相应的模型，通过对数据的统计和分析，在超出阈值时即会发出相应的预警信号。同时，若某些区域内出现山体滑坡事故，可利用杆塔倾斜监测对线路区域内的杆塔进行改造，筛选出危险程度较高的杆塔，并对其进行针对性的技术改造，以提高整改效率。
4结论
综上所述，高压输电线路中在线监测技术的应用，可通过全天候的采集与输电线路运行状况的相关指标，使工作人员了解输电线路中各设备的状态及预测未来的发展趋势，并据此采取相应的状态检修措施，以达到减少事故发生和降低事故率的目的，保障供电的可靠性，进而为社会经济发展及广大人民群众提供优质的供电服务。
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论文作者:任洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
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